一种在有限区域内的车辆定位方法与流程

本发明涉及车辆定位技术领域，特别涉及一种在有限区域内的车辆定位方法。

背景技术

目前，在需要对车辆进行高精度定位的场景下，单独使用gps、北斗等卫星定位系统，无法达到所需的精度，经常有误差，而且特别是在室内环境进行定位时，误差范围更大。如果使用wifi、蓝牙定位技术，可以在室内进行定位，定位精度无法达到所需的精度，也经常由于各种干扰，使之经常产生误差。如果使用差分定位方式，如位置差分、伪距差分、载波相位平滑后的伪距差分以及载波相位差，精度定位比较高，但无法在室内进行定位使用，且比较容易受电磁干扰，时常会产生误差。如果使用激光雷达、毫米波雷达进行车辆定位时，因其定位位置为相对于障碍物的相对位置，从而无法定位出其实质的坐标位置。

技术实现要素：

为了克服上述所述的不足，本发明的目的是提供一种在有限区域内的车辆定位方法，其通过使用光学成像方式，先粗定位再通过精定位的方法，实现在由县区域内的车辆的高精度定位。

本发明解决其技术问题的技术方案是：

一种在有限区域内的车辆定位方法，其中，包括如下步骤：

s1：对有限区域内的场地进行标线及对该标线进行刻度；

s2：对标线和刻度进行成像增强处理；

s3：在车辆上安装粗定位设备和精定位设备；

s4：校准该精定位设备；

s5：应用该粗定位设备初步确定车辆的大致坐标（x0，y0），从而确定所处范围；

s6：应用该精定位设备读取标线及刻度信息，进行分析处理，最终确定车辆的定位坐标（x1，y1）。

作为本发明的一种改进，在步骤s6内，还包括步骤s61：该精定位设备进行拍摄成像，读取所能看到标线的刻度差l及车辆与标线呈的夹角t，可以计算出车辆的车轮距离标线的距离s。

作为本发明的进一步改进，在步骤s6内，还包括处于步骤s61之后的步骤s62：读取车辆此时所在位置对应左车道和右车道的标线的刻度m1和m2，读取该精定位设备成像角度α1，车道宽度为常量w，则可以根据公式一计算出该精定位设备所在点的位置的刻度m3，

公式一：m3=(m1+m2)/2-w*tan(90-α1/2)/2。

作为本发明的更进一步改进，在步骤s6内，还包括处于步骤s62之后的步骤s63：根据公式二计算出车辆的定位坐标（x1，y1），

公式二：x1=x（m3)+s；

y1=y(m3)。

作为本发明的更进一步改进，在步骤s61内，计算出车辆的左前轮、左后轮与左车道的标线的距离s1和s3，计算出车辆的右前轮、右后轮与右车道的标线的距离s2和s4，根据公式三计算出车辆在车道内的水平倾斜角度θ，

公式三：θ=arctan((s3-s1)/len)，其中len为常量，len等于车辆前后轮的轴距长度。

作为本发明的更进一步改进，在步骤s6内，还包括处于步骤s63之后的步骤s64：通过精定位设备进行连续拍摄成像，可以计算出车辆的前进速度v和加速度a。

作为本发明的更进一步改进，在步骤s2内，使标线对肉眼可见，使刻度对肉眼不可见且仅对精定位设备可见。

作为本发明的更进一步改进，在步骤s3内的粗定位设备包括gps定位装置或wifi定位装置或蓝牙定位装置。

作为本发明的更进一步改进，在步骤s3内的精定位设备包括摄像装置。

作为本发明的更进一步改进，所述精定位设备还包括照亮刻度线的照明装置。

在本发明中，先对场地进行标线和刻度标记，并对这些标线和刻度进行成像增强处理，通过在车辆上安装粗定位设备和精定位设备，先通过粗定位设备初步确定大概位置坐标，再通过精定位设备确定定位坐标；本发明通过使用光学成像方式，先粗定位再通过精定位的方法，实现在由县区域内的车辆的高精度定位。

附图说明

为了易于说明，本发明由下述的较佳实施例及附图作以详细描述。

图1为本发明中的流程框图；

图2为本发明的步骤s2的处理图示一；

图3为本发明的步骤s2的处理图示二；

图4为本发明的步骤s4的校准图示；

图5为本发明的步骤s5的确定范围的图示；

图6为本发明的步骤s61的图示一；

图7为本发明的步骤s61的图示二；

图8为本发明的步骤s61的图示三；

附图标记：1-标线，2-刻度，3-摄像头a，4-摄像头b，5-照明灯a1，6-照明灯b1，7-初定位范围，s1-步骤s1，s2-步骤s2，s3-步骤s3，s4-步骤s4，s5-步骤s5，s6-步骤s6，s61-步骤s61，s62-步骤s62，s63-步骤s63。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明的一种在有限区域内的车辆定位方法，包括如下步骤：

s1：对有限区域内的场地进行标线及对该标线进行刻度；

s2：对标线和刻度进行成像增强处理；

s3：在车辆上安装粗定位设备和精定位设备；

s4：校准该精定位设备；

s5：应用该粗定位设备初步确定车辆的大致坐标（x0，y0），从而确定所处范围；

s6：应用该精定位设备读取标线及刻度信息，进行分析处理，最终确定车辆的定位坐标（x1，y1）。

在本发明中，先对场地进行标线和刻度标记，并对这些标线和刻度进行成像增强处理，通过在车辆上安装粗定位设备和精定位设备，先通过粗定位设备初步确定大概位置坐标，再通过精定位设备确定定位坐标。

如图2和图3所示，在步骤s1中，在直线车道和转弯车道上都设置有标线和刻度，且在步骤s2中，对标线和刻度进行成像增强处理，使标线可以肉眼可见，刻度仅精定位设备可见，也就是说，可以人眼看见标线，不能看见刻度，方便行车，需要进行定位时，精定位设备可以拍摄成像，使该些刻度显现。

如图4所示，在步骤s4内，校准该精定位设备，使之不偏移，影响拍摄成像，而使之不影响精确定位，在车辆上设置有参照线，使精定位设备与之参照对比进行校准。

如图5所示，应用该粗定位设备进行卫星定位，初步确定车辆的定位坐标（x0，y0），从而确定所处范围；使场地在局限范围缩小，先确定大概的坐标，在确定的所处范围内再进行精准定位，提高定位精度。

如图6所示，在步骤s6内，还包括步骤s61：该精定位设备进行拍摄成像，读取所能看到标线的刻度差l及车辆与标线呈的夹角t，可以计算出车辆的车轮距离标线的距离s，s=l*tant-n，其中n为精定位设备与车辆的车轮的距离为已知的。

可以计算出各车轮与标线的距离，可以比较方便适应车辆驾驶的测试中，可以知晓车辆各车轮与标线的距离，也可以知晓有没压线，测算精准。

进一步，在步骤s6内，还包括处于步骤s61之后的步骤s62：读取车辆此时所在位置对应左车道和右车道的标线的刻度m1和m2，读取该精定位设备成像角度α1，（精定位设备拍摄成像时，向左右两车道观察的夹角），车道宽度为常量w，则可以根据公式一计算出该精定位设备所在点的位置的刻度m3。

公式一：m3=(m1+m2)/2-w*tan(90-α1/2)/2。

其中，车道宽度为常量w，是已知的，通过车辆上的精定位设备成像观察，可以晓得该精定位设备对应左车道上的刻度为m1，对应右车道上的刻度为m2，还可以晓得该精定位设备成像角度α1，从而可以计算确定出该精定位设备所在点的位置的刻度m3，m3刻度对应的坐标是已知的，为（x（m3），y（m3））。

更进一步，在步骤s6内，还包括处于步骤s62之后的步骤s63：根据公式二计算出车辆的定位坐标（x1，y1），

公式二：x1=x（m3)+s；

y1=y(m3)。

最终确定下的定位坐标（x1，y1），坐标x1等于精定位设备所在点的位置的刻度m3加上车轮距离标线的距离s得出，坐标y1与精定位设备所在点的位置的刻度m3的y坐标一样。

更进一步，如图7和图8所示，本发明可以计算出各车轮与其最近标线的距离，从而知道车辆在车道内转弯角度，在步骤s61内，计算出车辆的左前轮、左后轮与左车道的标线的距离s1和s3，计算出车辆的右前轮、右后轮与右车道的标线的距离s2和s4，根据公式三计算出车辆在车道内的水平倾斜角度θ，

公式三：θ=arctan((s3-s1)/len)，其中len为常量，len等于车辆前后轮的轴距长度。

更进一步，在步骤s6内，还包括处于步骤s63之后的步骤s64：通过精定位设备进行连续拍摄成像，可以计算出车辆的前进速度v和加速度a，从而可以知晓车辆的转弯角度、前进速度和加速度，方便知晓车辆会在什么时候压到标线。

为了方便车辆行驶方便，不干扰车辆正常行驶，在步骤s2内，使标线肉眼可见，使刻度肉眼不可见且仅对精定位设备可见，在车辆正常行驶中，可以标线为准进行行驶，不会受收标线上刻度的影响，在后台观察中，车辆上的精定位设备拍摄成像可以使刻度显现，进行计算，精确定位车辆的坐标。

本发明提供一个实施例，本发明的一种在有限区域内的车辆定位方法，包括如下步骤：

s1：对有限区域内的场地进行标线及对该标线进行刻度；

s2：对标线和刻度进行成像增强处理，使标线肉眼可见，使刻度仅对精定位设备可见；

s3：在车辆上安装粗定位设备和精定位设备，粗定位设备包括在室外场使用的gps定位装置和在室内场地使用的wifi定位装置，精定位设备包括安装在车辆的车头的摄像头a和照明灯a1、安装在车辆的车尾的摄像头b和照明灯b1；

s4：校准摄像头a和摄像头b；

s5：如果在室外场地，应用gps定位装置进行卫星初步定位，如果在室内场地，应用wifi定位装置进行初步定位，从而初步确定车辆的定位坐标（x0，y0），从而确定所处的初定位范围7；

s6：应用摄像头a和摄像头b读取标线及刻度信息，进行分析处理，最终确定车辆的定位坐标（x1，y1）；

其中，步骤s6内还包括：

步骤s61：摄像头a和摄像头b进行拍摄成像，读取所能看到标线的刻度差l及车辆与标线呈的夹角t，可以计算出车辆的车轮距离标线的距离s，从而可以知晓车辆的左前轮、左后轮与左车道的标线的距离s1和s3，计算出车辆的右前轮、右后轮与右车道的标线的距离s2和s4，

步骤s62：读取车辆此时所在位置对应左车道和右车道的标线的刻度m1和m2，读取该精定位设备成像角度α1，车道宽度为常量w，则可以根据公式一计算出该精定位设备所在点的位置的刻度m3，

公式一：m3=(m1+m2)/2-w*tan(90-α1/2)/2；

步骤s63：根据公式二计算出车辆的定位坐标（x1，y1），

公式二：x1=x（m3)+s；

y1=y(m3)；

步骤s64：通过精定位设备进行连续拍摄成像，可以计算出车辆的前进速度v和加速度a。

在公式二中车辆的定位坐标（x1，y1），可以根据m3（x（m3)，y(m3)）的坐标来确定，此中s为车辆的车轮距离标线的距离，该s为车辆的左前轮、左后轮与左车道的标线的距离s1和s3，计算出车辆的右前轮、右后轮与右车道的标线的距离s2和s4，可以根据具体情况确定是哪个距离（s1、s3、s2、s4中任一个）。

在室外场使用的gps定位装置进行初定位，初定位范围比较准确，没有干扰；在室内场地使用的wifi定位装置，进行初定位，因有场地的墙体干扰，应用wifi定位装置初定位范围比较准确。

摄像头a和摄像头b进行拍摄成像，便于记取刻度信息，也便于观察室内现场监测查看和事后调查查看取证。

照明灯a1和照明灯b1便于光线不足时照亮，照亮刻度线，使摄像头a和摄像头b进行拍摄成像且清晰。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。